東漢的冀州主要就是現代的河北，廖化知道這裡的煤鐵資源富，特別是後世的開灤煤礦，井徑煤礦，邯鄲鋼鐵，這些都是大型礦藏，東漢時期本沒有後世的開採條件，只能用最簡陋的方法。
採煤的巷道十分窄小、黑暗，沒有保護措施，安全很差。照明是煤壁上昏暗的小油燈；整條巷道沒有任何通風工。
此時礦工採用的是“高落式”採煤，即先用钁頭沿煤層底部刨出一道深槽，上面的煤層沒有依託而自然松落，俗稱“刨”；之後再由工人用“捅槍”將上方沒有松落的煤層捅落下來，俗稱“落垛”。
落在地上大塊的煤炭，由專人負責揹出去；小塊的煤炭則裝小拖車，運到井口；在井口的礦工等煤筐裝滿後，搖繩鈴；地面上的工人聽到鈴響，就用轆轤將煤筐提出井口。
廖化將巷道拓寬，又用木頭做好支架，提升安全效能，同時有專人日夜不停往採煤坑道鼓風，排出坑道的瓦斯氣，防止瓦斯炸。下坑道前還用運煤小車，載上火把試驗，安全後才安排礦工下井。
採礦則相對安全，鐵礦石多數在表層，但是工程量比較大，大塊礦石需要敲碎，有時還需要用大火焚燒，冷卻，利用熱脹冷使礦石碎裂。
在鍊鐵方面，廖化使用現代的高爐鍊鋼法，煉製出品質更高的鋼。
原始的鍊鐵爐是由石堆鍊鐵法改造而的。在土中挖一坑，周圍用石塊堆砌，稱為地爐。以木炭為燃料，利用自然風力進行燃燒、加熱和還原鐵礦石，產品為類似塊狀的海綿鐵。隨著人力、畜力和水力鼓風方法的出現，產量提高，渣和鐵也比較容易分離，產品質量有所改進。
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